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西門子公司的W1nCC是WlndowsControIConter(視窗控制中心)的簡稱。它集成了SCADA、組態(tài)、腳本(Script)語言和OPC等先進技術(shù)，為用戶提供了Windows操作系統(tǒng)(W1ndows 2000或XP)環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。WinCC繼承了西門子公司的全集成自動化(TIA)產(chǎn)品的技術(shù)先進和無縫集成的特點。

WinCC運行于個人計算機環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全。用戶在其友好的界面下進行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計周期，而且提高了工作效率。WinCC的另一個特點在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機界面，滿足實際需要。用戶也可將WinCC作為系統(tǒng)擴展的基礎(chǔ)，通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。

WinCC因其具有獨特的設(shè)計思想而具有廣闊的應(yīng)用前景。借助于模塊化的設(shè)計，能以靈活的方式對其加以擴展。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個服務(wù)器和客戶機在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。WinCC集生產(chǎn)過程和自動化于一體，實現(xiàn)了相互間的集成。

海納百川，有容乃大。HMI/SCADA軟件系統(tǒng)的發(fā)展史，就是近30年來氣勢恢弘的工業(yè)自動化系統(tǒng)、軟件工業(yè)及IT技術(shù)發(fā)展史的縮影。無論是平臺的變遷，還是技術(shù)的更迭，現(xiàn)代HMI/SCADA系統(tǒng)都折射出同時代工業(yè)自動化系統(tǒng)和軟件工業(yè)的最先進技術(shù)。從工業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展來看，PLC技術(shù)、總線和通訊技術(shù)、診斷技術(shù)等，早已成為HMI/SCADA軟件的核心技術(shù)；從軟件工業(yè)和IT技術(shù)的發(fā)展來看，客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)、瘦客戶機、Web技術(shù)、組件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件冗余技術(shù)乃至方興未艾的XML和.NET技術(shù)等，都已深深地滲透到HMI/SCADA軟件開發(fā)、工程實施及運行的各個階段。

西門子公司的HMI/SCADA軟件系統(tǒng)WinCC，正是這樣的系統(tǒng)。它幫助我們站在了自動化技術(shù)與軟件和IT技術(shù)融合的峰頂浪尖上，讓我們同時享受到二者的無限風(fēng)光。縱觀WinCC系統(tǒng)的特點，我們可以看到兩個明顯的特征。

一、深厚的自動化系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)廠商背景

作為傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)廠商，無論是現(xiàn)代自動化系統(tǒng)的核心--可編程控制器，還是工業(yè)自動系統(tǒng)

的神經(jīng)系統(tǒng)--總線技術(shù)，西門子公司都始終走在技術(shù)和創(chuàng)新的最前沿。全集成自動化

TIA(TotallyIntegratedAutomation)，更是把這種優(yōu)勢推向了前所未有的高度和廣度。正是基于這樣博大精深的自動化系統(tǒng)，WinCC承襲了西門子公司的TIA產(chǎn)品家族技術(shù)先進和相互間無縫集成的特點。這也就意味著，WinCC不是孤立的軟件系統(tǒng)，它時刻與以下系統(tǒng)集成在一起：

●與自動化系統(tǒng)的無縫集成。西門子公司的PLC產(chǎn)品，經(jīng)歷了從早期致力于提高運行速度，到增強系統(tǒng)通信和聯(lián)網(wǎng)能力，再到融合了運動控制技術(shù)等諸多技術(shù)的T系列產(chǎn)品以及故障安全型的F系統(tǒng)的發(fā)展階段。在這樣的背景下，WinCC與相應(yīng)的硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，通過統(tǒng)一的組態(tài)和編程、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)一的通訊，極大地降低了用戶軟硬件組態(tài)的工程量，實現(xiàn)了整個產(chǎn)品范圍內(nèi)的高度集成。

●與自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成。從現(xiàn)場總線PROFIBUS到工業(yè)以太網(wǎng)，再到PROFINET技術(shù)和基于組件的自動化技術(shù)CBA(Component-Based Automation)，以及無線通訊解決方案，由于WinCC內(nèi)置了基于

S5/S7協(xié)議的通訊系統(tǒng)，并提供了大量面向這些系統(tǒng)和技術(shù)的組件，從而為WinCC和這些系統(tǒng)的最優(yōu)化通訊和良好的互操作性提供了保證。至于在WinCC平臺上實現(xiàn)基于PROFIBUS的診斷功能，以及基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能等，更是錦上添花之筆。

●與MES系統(tǒng)的集成。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES(Manufacturing Execution Systems)，作為連接企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的橋梁，包含了生產(chǎn)訂單管理、原材料管理、生產(chǎn)運營記錄、設(shè)備管理、工廠信息管理、生產(chǎn)規(guī)范管理系統(tǒng)和實驗室信息管理等系統(tǒng)，代表著現(xiàn)代化智能工廠發(fā)展的最新潮流。來自西門子公司的MES系統(tǒng)SIMATIC IT正是代表這一潮流的優(yōu)秀系統(tǒng)。通過適當?shù)倪m配系統(tǒng)，WinCC可以輕松地集成在該系統(tǒng)下。換言之，實施了基于WinCC的HMI/SCADA系統(tǒng)，就為實施MES系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)。

●與相應(yīng)的軟硬件系統(tǒng)一起，實現(xiàn)系統(tǒng)級的診斷功能。診斷功能包括產(chǎn)品和系統(tǒng)的層次，貫穿于工程實施階段、調(diào)試階段和運行階段。配合適當?shù)能浻布到y(tǒng)，如Pr。Ag-ent等，WinCC可以方便地實現(xiàn)基于不同通訊協(xié)議、從軟件到硬件、從自動化站到操作站乃至整個SCADA網(wǎng)絡(luò)的診斷。

●WinCC不僅是可以獨立使用的HMI/SCADA系統(tǒng)，而且是西門子公司眾多軟件系統(tǒng)的重要組件。比如，WinCC是西門子公司DCS系統(tǒng)PCS7的人機界面核心組件，也是電力系統(tǒng)監(jiān)控軟件P。werCC和能源自動化系統(tǒng)SICAM的重要組成部分。這也許正是WinCC在不到10年的時間，發(fā)展成為HMI/SCADA軟件領(lǐng)域全球領(lǐng)導(dǎo)品牌的原因之一。二、堅持開放性和先進性高于一切的理念開放性和標準化是軟件系統(tǒng)的生命線。當WinCC作為與技術(shù)和行業(yè)無關(guān)的通用自動化系統(tǒng)信息軟件平臺時，這一點就顯得更為突出了。而WinCC，正是從以下三個方面體現(xiàn)出了其開放的特性：

●整個系統(tǒng)通過完整和豐富的編程系統(tǒng)實現(xiàn)了雙向的開放性。借助C腳本，WinCC幾乎可以通過Win32 API無限制地訪問到Windows操作系統(tǒng)及該平臺上各種應(yīng)用的功能，這正是現(xiàn)代SCADA系統(tǒng)的魅力所在；而VB腳本則從易用性和開發(fā)的快速性上相得益彰。反過來，通過ODK，WinCC的整個組態(tài)和運行系統(tǒng)又完全呈現(xiàn)給任何用戶自行開發(fā)的系統(tǒng)，為希望以WinCC作為平臺軟件進行工廠管理級軟件和信息系統(tǒng)開發(fā)的用戶提供了絕佳的平臺。

●數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全面開放。數(shù)據(jù)庫是SCADA系統(tǒng)的靈魂。從最基本的單用戶系統(tǒng)開始，WinCC就內(nèi)置了高效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它既可與操作站部署在同一臺PC上，又可以緊耦合(中央歸檔服務(wù)器)或松耦合(長期歸檔服務(wù)器)的方式獨立于操作站配置。通過ADO，OI。EDB，SQL等，WinCC的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完全開放，這就為構(gòu)成靈活而高效的IT和商務(wù)系統(tǒng)做好了充分的準備。

●廣泛采用最新的開放性軟件技術(shù)和標準，面向多種操作系統(tǒng)平臺。WinCC是第一個完全基于32位內(nèi)核的HMI/SCADA軟件，因而，各種開放和最新的軟件技術(shù)就成為WinCC的代名詞。西門子公司作為OPC規(guī)范的五個發(fā)起公司之一，在各類產(chǎn)品中廣泛支持OPC，WinCC更是囊括了OPCDA，OPCHDA，OPCASLE 和OPCXML等多種規(guī)范。與此同時，WinCC支持包括Windows C正在內(nèi)的多種Wind。ws平臺，能滿足用戶從移動式設(shè)備(如PDA)到遠程瘦客戶機等各種應(yīng)用需求。

一、組態(tài)軟件概述與功能

組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)的軟件平臺工具，是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個組成部分。它具有豐富的設(shè)置項日，使用方式靈活，功能強大。組態(tài)軟件由早先單一的人機界面向數(shù)據(jù)處理機方向發(fā)展，管理的數(shù)據(jù)量越來越大。隨著組態(tài)軟件自身以與控制系統(tǒng)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件部分地與硬件發(fā)生分離，為自動化軟件的發(fā)展提供了充分發(fā)揮作用的舞臺。OPC(OLE for Process Control)的出現(xiàn)，以與現(xiàn)場總線尤其是工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展，大大簡化了異種設(shè)備間互連，降低了開發(fā)I/O設(shè)備驅(qū)動軟件的工作量。I/O驅(qū)動軟件也逐漸向標準化的方向發(fā)展。

實時數(shù)據(jù)庫的作用進一步加強。實時數(shù)據(jù)庫是SCADA系統(tǒng)的核心技術(shù)。從軟件技術(shù)上講，SCADA系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫，實質(zhì)上就是一個可統(tǒng)一管理酌、支持變結(jié)構(gòu)的、支持實時計算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型。在實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，還有對工業(yè)標準的支持(如OPC規(guī)范等)，對分布式計算的支持和對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)冗余的支持，等等。

目前看到的所有組態(tài)軟件都能實現(xiàn)類似的功能：幾乎所有運行于32位windows平臺的

組態(tài)軟件都采用類似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu)，并對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源(設(shè)備、標簽量、畫面等)進行配置和編輯；處理數(shù)據(jù)報警與系統(tǒng)報警；提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動程序；各類報表的生成和打印輸出；使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢，等等。

二、WinCC簡介

西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI／SCADA軟件中的后起之秀，1996年進入世界工控組態(tài)軟件市場，當年就被美國Control Engnieering雜志評為最佳HMI軟件，以最短的時間發(fā)展成第三個在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng)；而在歐洲，它無可爭議地成為第一。

在設(shè)計思想上，SIMATIC WinCC秉承西門子公司博大精深的企業(yè)文化理念，性能最全

面、技術(shù)最先進、系統(tǒng)最開放的HMI/SCADA軟件是WinCC開發(fā)者的追求。Wincc是按世

界范圍內(nèi)使用的系統(tǒng)進行設(shè)計的，因此從一開始就適合于世界上各主要制造商生產(chǎn)的控制系

統(tǒng)，如A—B，Modicon，GE等，并且通訊驅(qū)動程序的種類還在不斷地增加。通過OPE的方

式，WinCC還可以與更多的第三方控制器進行通訊。

WinCC V6．O采用標準Microsoft SQL Server 2000(WinCC V6.0以前版本采用Sybase)數(shù)據(jù)庫進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時具有web瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動態(tài)畫面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中MES和ERP系統(tǒng)首選的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)平臺軟件。

作為SIMATIC全集成自動化系統(tǒng)的重要組成都分，WinCC確保與SIMATIC S5，S7和505系列的PLC連接的方便和通訊的高效；WinCC與STEP 7編程軟件的緊密結(jié)合縮短了項目開發(fā)的周期。此外，WinCC還有對SIMATIC PLC進行系統(tǒng)診斷的選項，給硬件維護提供了方便。

WinCC具有以下性能特點：

1）創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。WinCC是基于最新發(fā)展的軟件技術(shù)。西門子公司與Microsoft

公司的密切合作保證了用戶獲得不斷創(chuàng)新的技術(shù)。

2）包括所有SCADA功能在內(nèi)的客戶機／服務(wù)器系統(tǒng)。即使最基本的WinCC系統(tǒng)仍能

夠提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報警、趨勢和報表的編輯器由最基本的wincc系統(tǒng)組件建立。

3）可靈活裁剪，由簡單任務(wù)擴展到復(fù)雜任務(wù)。WinCC是一個模塊化的自動化組件，既可以靈活地進行擴展，從簡單的工程到復(fù)雜的多用戶應(yīng)用，又可以應(yīng)用到工業(yè)和機械制造工藝的多服務(wù)器分布式系統(tǒng)中。

4）眾多的選件和附加件擴展了基本功能。已開發(fā)的、應(yīng)用范圍廣泛的、不同的WinCC選件和附加件，均基于開放式編程接口，覆蓋了不同工業(yè)分支的需求。

5）使用MtcrosoftSQL Server 2000作為其組態(tài)數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)庫可以使用ODBC，DAO，OLE—DB，WinCC OLE—DB和ADO方便地訪問歸檔數(shù)據(jù)。

6）強大的標準接口(如OLE，ActiveX和OPC)。WinCC提供了OLE，DDE ActiveX服務(wù)器和客戶機等接口或控件，可以很方便地與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)。

7）使用方便的腳本語言。WinCC可編寫ANSI—C和Vi sualBasic腳本程序。

8）開放API編程接口可以訪問WinCC的模塊。所有的winCC模塊都有一個開放的C編程接口(C—APL)。這意味著可以在用戶程序中集成WinCC的部分功能。

9）具有向?qū)У暮喴?在線)組態(tài)。WinCC提供了大量的向?qū)砗喕M態(tài)工作。在調(diào)試階段還可進行在線修改。

10）可選擇語言的組態(tài)軟件和在線語言切換。WinCC軟件是基于多語言設(shè)計的。這意味著可以在英語、德語、法語以與其他眾多的亞洲語言之間進行選擇，也可以在系統(tǒng)運行時選擇所需要的話言。

11）提供所有主要PLC系統(tǒng)的通訊通道。作為標準，WinCC支持所有連接SIMATC S5/S7、、/505控制器的通訊通道，還包括PROFIBUS DP，DDE和OPC等非特定控制器的通訊通道。此外，更廣泛的通訊通道可以由選件和附加件提供，

12）與基于PC的控制器SIMATIcwinAc緊密接口，軟/插槽式PLC和操作、監(jiān)控系統(tǒng)在一臺PC機上相結(jié)合無疑是一個面向未來的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實現(xiàn)了西門子公司基于PC的、強大的自動化解決方案。

13）全集成自動化TIA(Totally Integrated Automation)的部件。TIA集成了西門子公司的各種產(chǎn)品包括WinCC。WinCC是工程控制的窗口，是TIA的中心部件。TIA意味著在組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)存儲和通訊等方面的一致性。

14）SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)中的SCADA部件，如SIMATIC PCS7是TIA中的過程控制系統(tǒng)；PCS7是結(jié)合了基于控制器的制造業(yè)自動化優(yōu)點和基于PC的過程工業(yè)自動化優(yōu)點的過程處理系統(tǒng)(PC5)?；诳刂破鞯腜CS7對過程可視化使用標準的SIMATIC部件。WinCC作為PC57的操作員站。

15）符合FDA 21 CFR Pant 11的要求。

16）集成到MES和遼RP中。標準接口使SIMATICWinCC成為在全公司范圍IT環(huán)境下的一個完整部件。這超越了自動控制過程，將范圍擴展到工廠監(jiān)控級，為公司管理MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))和ERP(企業(yè)資源管理)提供管理數(shù)據(jù)。

三、產(chǎn)品分類：

1、Power Tags定義

WinCC的變量分為內(nèi)部變量和過程變量。把與外部控制器沒有過程連接的變量叫做內(nèi)部變量。內(nèi)部變量可以無限制地使用。相反，與外部控制器(例如PLC)具有過程連接的變量叫做過程變量(俗稱外部變量)。Power Tags是指授權(quán)使用的過程變量，也就是說，如果購買的WinCC具有1024個Power Tags授權(quán)，那么winCC項目在運行狀態(tài)下，最多只能有1024個過程變量。過程變量的數(shù)目和授權(quán)使用的過程變量(Power Tags)的數(shù)目顯示在wincC管理器的狀態(tài)欄中。

2、WinCC產(chǎn)品分類

WinCC產(chǎn)品分為基本系統(tǒng)、WinCC選件和WinCC附加件。

WinCC基本系統(tǒng)分為完全版和運行版。完全版包括運行和組態(tài)版本的授權(quán)，運行僅有WinCC運行的授權(quán)。運行版可以用于顯示過程信息、控制過程、報告報警事件、記錄測量值和制作報表。根據(jù)所連接的外部過程變量數(shù)量的多少，WinCC完全版和遠行版都有5種授權(quán)規(guī)格：128個、256個、1024個、8000個和65536個變量((Power Tags)。其中的(Power Tags是指存在過程連接到控制器的變量，不管此變量是32位的整型數(shù)，還是l位的開關(guān)量信號，只要給此變量命名并連接到外部控制器，都被當作1個變量。相應(yīng)的授權(quán)規(guī)格決定所連接的過程變量的最大數(shù)目。無過程連接的內(nèi)部變量可以被無限制地使用。

下表勒出WinCC的產(chǎn)品分類：

四、突出的優(yōu)點：

1、多功能

通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案；多語言支持，全球通用；可以集成到所有自動化解決方案內(nèi)；內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進行組態(tài)；可基于Web持續(xù)延展，采用開放性標準，集成簡便；集成的Historian 系統(tǒng)作為IT 和商務(wù)集成的平臺；可用選件和附加件進行擴展；“全集成自動化”的組成部分，適用于所有工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的解決方案。

2、實例證明

WinCC集生產(chǎn)自動化和過程自動化于一體，實現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng)用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實例中業(yè)已證明，包括：汽車工業(yè)、化工和制藥行業(yè)、印刷行業(yè)、能源供應(yīng)和分配、貿(mào)易和服務(wù)行業(yè)、塑料和橡膠行業(yè)、機械和設(shè)備成套工程、金屬加工業(yè)、食品、飲料和煙草行業(yè)、造紙和紙品加工、鋼鐵行業(yè)、運輸行業(yè)、水處理和污水凈化。

3、其他作用

WinCC是SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)與其它西門子控制系統(tǒng)中的人機界面組件。WinCC還為垂直市場解決方案提供有豐富的選件(options)和附加件(add-ons)。　　通過利用“FDA選件”，并在工程與組態(tài)時采取適當?shù)拇胧@在白皮書中已闡明— SIMATIC WinCC符合制藥和食品行業(yè)FDA 21 CFR Part 11的要求(FDA = 美國食品和藥物管理局)。眾多的任選件，將使工廠認證更為容易，而這種認證為這些工業(yè)領(lǐng)域的各種要求更是提供了非常有說服力的全面響應(yīng)?！　±?，已開發(fā)出了一些應(yīng)用于垂直市場，如供水行業(yè)的WinCC附加件：應(yīng)用Sinaut ST7cc的遠程控制系統(tǒng)，應(yīng)用PM-Aqua的歸檔和記錄系統(tǒng)，應(yīng)用Siwa-Plan的運行成本優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用FunkServer - Pro的報警管理系統(tǒng)等。

從面市伊始，用戶就對SIMATIC WinCC(Windows Control center)印象深刻。一方面，是其高水平的創(chuàng)新，它使用戶在早期就認識到即將到來的發(fā)展趨勢并予以實現(xiàn)；另一方面，是其基于標準的長期產(chǎn)品策略，可確保用戶的投資利益。